CN110244111A - 一种板端电源近端和远端电压侦测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种板端电源近端和远端电压侦测装置，包括第一端与板端电压输出端连接的第一开关，第一端通过杂散电阻连接至板端电压输出端的第二开关，第二开关与远端负载之间具有远端电压取样点，远端电压取样点与第二开关的第二端之间利用施密特触发电路相连，施密特触发电路还通过一个反相器连接至第一开关的第二端，第一开关和第二开关的第三端同时连接至板端电压反馈端，当远端电压取样点的电压大于第一预设阈值时则导通第一开关并采集近端电压取样点的电压，当远端电压取样点的电压小于第二预设阈值时则导通第二开关并采集远端电压取样点的电压，该装置能够提高电压侦测的准确性，为远程IC提供更加稳定的电源。
Description
技术领域
本发明属于服务器电源技术领域，特别是涉及一种板端电源近端和远端电压侦测装置。
背景技术
现在进行DC-DC直流电的转换时，需要进行电压侦测，而且，电压侦测的大小和准确度会影响电源IC内部模拟与逻辑电路的判别。一般来说，输出电压的侦测都是将POLconverter(负载转换器)本身的输出电容当作取样点，仅有多相电源输出，例如CPU电源才会需要侦测远端电压。侦测远端电压是为了能更精确地对远端芯片IC电源电压做取样，这样才能及时输出更精准的电压，来供芯片工作。
当POL输出与远端的距离越来越远时，这种远距离会产生寄生电阻，随着输出电流的增加，电压将会产生相应的衰减。POL与远端之间的距离产生的寄生电阻数值为R的话，在这段距离下会产生ΔV＝I*R的压差。例如POL输出为3.3V/5A，而POL与远端距离产生的寄生电阻为0.1Ω，则远端电压将为3.3V-ΔV＝2.8V，这种过低或者不正确的电压会造成IC工作异常。从另一方面来说，轻载或无载时，有些负载转换器输出电压会比有载时偏高，需要特别侦测，若只监控远端电压，将会导致近端的元件有较高电压，因此，近端电压也要进行监测。现有的电源输出端如图1所示，图1为现有的负载转换器的反馈示意图，这种现有的输出端架构仅能在近端侦测和远端侦测之间选择一个，具体而言，是通过调整R1和R2的上件与否的方式来实现，但无法使电路自动选择侦测点，例如R1放零件R2不放零件，则侦测路径从Local→R1→VFB，这就实现了近端电压的检测，若R1不放零件R2放零件，则侦测路径从Local→Rp→Remote→R2→VFB，这就实现了远端电压的检测。综上所述，现有的方案存在的缺点就是一次只能在近端电压检测和远端电压检测之间选择一种，并不能实现方便的转换，给电压检测带来了不便。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种板端电源近端和远端电压侦测装置，能够提高电压侦测的准确性，为远程IC提供更加稳定的电源。
本发明提供的一种板端电源近端和远端电压侦测装置，包括第一端与板端电压输出端连接的第一开关，二者之间具有近端电压取样点，还包括第一端通过杂散电阻连接至所述板端电压输出端的第二开关，所述第二开关与远端负载之间具有远端电压取样点，所述远端电压取样点与所述第二开关的第二端之间利用施密特触发电路相连，所述施密特触发电路还通过一个反相器连接至所述第一开关的第二端，所述第一开关和所述第二开关的第三端同时连接至所述板端电压反馈端，当所述远端电压取样点的电压大于第一预设阈值时则导通所述第一开关并采集所述近端电压取样点的电压，当所述远端电压取样点的电压小于第二预设阈值时则导通所述第二开关并采集所述远端电压取样点的电压。
优选的，在上述板端电压近端和远端电压侦测装置中，所述施密特触发电路包括比较器，所述比较器的负极输入端与所述远端电压取样点连接，正极输入端与调整电阻连接，所述调整电阻用于确定所述第一预设阈值和所述第二预设阈值，所述比较器的输出端与所述反相器和所述第二开关连接。
优选的，在上述板端电压近端和远端电压侦测装置中，所述第一开关为MOSFET器件。
优选的，在上述板端电压近端和远端电压侦测装置中，所述第二开关为MOSFET器件。
优选的，在上述板端电压近端和远端电压侦测装置中，所述第一预设阈值为3.28V。
优选的，在上述板端电压近端和远端电压侦测装置中，所述第二预设阈值为3.25V。
通过上述描述可知，本发明提供的上述板端电源近端和远端电压侦测装置，由于其采用的电路结构能够实现当所述远端电压取样点的电压大于第一预设阈值时则导通所述第一开关并采集所述近端电压取样点的电压，当所述远端电压取样点的电压小于第二预设阈值时则导通所述第二开关并采集所述远端电压取样点的电压，这样的自动切换近端电压检测和远端电压检测的功能，保证了两种电压均能精确测量，从而能够提高电压侦测的准确性，为远程IC提供更加稳定的电源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有的负载转换器的反馈示意图；
图2为本申请提供的一种板端电源近端和远端电压侦测装置的示意图；
图3为另一个板端电压近端和远端电压侦测装置的示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种板端电源近端和远端电压侦测装置，能够提高电压侦测的准确性，为远程IC提供更加稳定的电源。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供的一种板端电源近端和远端电压侦测装置的实施例如图2所示，图2为本申请提供的一种板端电源近端和远端电压侦测装置的示意图，该装置包括第一端与板端电压201输出端Vout连接的第一开关202，二者之间具有近端电压取样点Local，还包括第一端通过杂散电阻Rp连接至板端电压201输出端Vout的第二开关203，第二开关203与远端负载Cload和Rload之间具有远端电压取样点Remote，远端电压取样点Remote与第二开关203的第二端之间利用施密特触发电路204相连，施密特触发电路204还通过一个反相器205连接至第一开关202的第二端，这样第一开关202和第二开关203之中只能有一个是导通的，也就是说，当第一开关202导通时，第二开关203就是关闭的，而当第一开关202关闭时，第二开关203就是导通的，第一开关202和第二开关203的第三端同时连接至板端电压201反馈端VFB，当远端电压取样点Remote的电压大于第一预设阈值VTH时则导通第一开关202并采集近端电压取样点Local的电压，当远端电压取样点Remote的电压小于第二预设阈值VTL时则导通第二开关203并采集远端电压取样点Remote的电压。
具体而言，在具有施密特触发电路的基础上，若是远端电压大于VTH则代表电路处于无载或轻载下，此时只需监控近端电压；若是远端电压小于VTL则代表有较大的负载发生，需要关闭近端的电压侦测路径，导通远端电压侦测路径，以取得整体回路最佳电压。
通过上述描述可知，本申请提供的上述板端电源近端和远端电压侦测装置的实施例中，由于其采用的电路结构能够实现当远端电压取样点的电压大于第一预设阈值时则导通第一开关并采集近端电压取样点的电压，当远端电压取样点的电压小于第二预设阈值时则导通第二开关并采集远端电压取样点的电压，这样的自动切换近端电压检测和远端电压检测的功能，保证了两种电压均能精确测量，从而能够提高电压侦测的准确性，为远程IC提供更加稳定的电源。
在另一个板端电压近端和远端电压侦测装置的实施例中，如图3所示，图3为另一个板端电压近端和远端电压侦测装置的示意图，其中，施密特触发电路204包括比较器2041，比较器2041的负极输入端与远端电压取样点Remote连接，正极输入端与调整电阻RH、RX和RY连接，调整电阻RH、RX和RY用于确定第一预设阈值和第二预设阈值，比较器2041的输出端与反相器205和第二开关202连接，更具体而言，从图3可以看出，RX和RY串联于VCC和大地之间，而RX和RY之间引出一个线路，该线路分别连接至比较器2041的正极输入端和RH，RH的另一端与比较器2041的输出端汇合后连接至反相器205和第二开关203，可以预先设定出想要的第一预设阈值和第二预设阈值，然后计算出所需要的RX、RY和RH，这样能够实现近端电压和远端电压的精确侦测。
在板端电压近端和远端电压侦测装置的优选实施例中，第一开关为MOSFET器件，其中这种MOSFET即Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化层半导体场效晶体管，利用MOSFET低导通阻抗的特性去切换侦测远程或近端的输出电压，能够达到输出电压优化，而且这种开关的成本比较低，易于操作，当然还可以采用其他类型的开关来实现同样的功能，例如BJT(双极结型晶体管)等等。
进一步的，第二开关也可以为MOSFET器件，其中这种MOSFET即Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化层半导体场效晶体管，利用MOSFET低导通阻抗的特性去切换侦测远程或近端的输出电压，能够达到输出电压优化，而且这种开关的成本比较低，易于操作，当然还可以采用其他类型的开关来实现同样的功能，例如BJT(双极结型晶体管)等等。
在一个板端电压近端和远端电压侦测装置的具体实施例中，第一预设阈值为3.28V。更进一步的，第二预设阈值为3.25V。
例如杂散电阻RP＝10mΩ，输出电压＝3.3V且最大输出电流＝10A时，在确定了上述第一预设阈值和第二预设阈值之后，就可以根据公式来确定出RX、RY和RH，公式为VTH＝(VCC×(RY))/[(RX//RH)+RY]，VTL＝(VCC×(RY//RH))/[(RY//RH)+RX]。如果RX＝1KΩ，代入公式中，得到VTH＝3.28＝3.3*RY/[(RX//RH)+RY]，VTL＝3.25＝3.3*(RY//RH))/[(RY//RH)+RX]可得RY＝165.5KΩ，RH＝108.3KΩ。因此，可以设置RX＝1KΩ，RY＝165.5KΩ，RH＝108.3KΩ，这样就得到VTH＝3.28V，VTL＝3.25V。
综上所述，未来的服务器将会越来越复杂，对于近端与远端电压的控制将会越来越重要，随着电路板的增大，电源路径越来越远，需要侦测更准确的远端电压，但又要保持近端电压的稳定性。为此，相对应的POL与多相电源设计就必须去考虑侦测输出电压点的位置，使用MOSFET与施密特触发电路可以降低POL选择上的难度，也可以使电路自我实现控制调整更合适的输出电压。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种板端电源近端和远端电压侦测装置，其特征在于，包括第一端与板端电压输出端连接的第一开关，二者之间具有近端电压取样点，还包括第一端通过杂散电阻连接至所述板端电压输出端的第二开关，所述第二开关与远端负载之间具有远端电压取样点，所述远端电压取样点与所述第二开关的第二端之间利用施密特触发电路相连，所述施密特触发电路还通过一个反相器连接至所述第一开关的第二端，所述第一开关和所述第二开关的第三端同时连接至所述板端电压反馈端，当所述远端电压取样点的电压大于第一预设阈值时则导通所述第一开关并采集所述近端电压取样点的电压，当所述远端电压取样点的电压小于第二预设阈值时则导通所述第二开关并采集所述远端电压取样点的电压。
2.根据权利要求1所述的板端电压近端和远端电压侦测装置，其特征在于，所述施密特触发电路包括比较器，所述比较器的负极输入端与所述远端电压取样点连接，正极输入端与调整电阻连接，所述调整电阻用于确定所述第一预设阈值和所述第二预设阈值，所述比较器的输出端与所述反相器和所述第二开关连接。
3.根据权利要求2所述的板端电压近端和远端电压侦测装置，其特征在于，所述第一开关为MOSFET器件。
4.根据权利要求3所述的板端电压近端和远端电压侦测装置，其特征在于，所述第二开关为MOSFET器件。
5.根据权利要求1-4任一项所述的板端电压近端和远端电压侦测装置，其特征在于，所述第一预设阈值为3.28V。
6.根据权利要求5所述的板端电压近端和远端电压侦测装置，其特征在于，所述第二预设阈值为3.25V。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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